单塔双区高效脱硫除尘技术以及与其他脱硫技术比较.docx

单塔双区高效脱硫除尘技术以及与其他脱硫技术比较实践证明，以单塔双区为核心的高效脱硫除尘技术，系统运行稳定，技术成熟可靠， 经济性能好，完全可以实现99.3%以上的高脱硫效率本文通过几个项目实例，为大家分 享单塔双区高效脱硫除尘技术，并与其它脱硫技术进行比较，更多了解单塔双区高效脱硫除 尘技术随着环保新政策的出台，火电厂大气污染物中SO2的排放浓度降低至35mg/Nm3将 开始普遍实施，相比之前SO2排放浓度50mg/Nm3的要求，新标准意味着脱硫效率的大幅 提升，脱硫效率将迈入99%机上的区间下表为入口 SO2不同浓度情况下脱硫效率的比较为实现99%甚至更高的脱硫效率，常规的石灰石-石膏湿法脱硫工艺需要革新目前出现的采用2个或类似2个吸收塔串联的方式来达到高脱硫效率的方案，不仅带来投资上的增加，而且很多项目由于占地原因而不具备实施的可行性龙净环保通过多年的研究和实践，研发出以“单塔双区”为核心的高效脱硫除尘新技术， 并经过多个项目的工程应用，结果表明采用该技术完全可以实现99.3%以上的高脱硫效率 在入口 SO2浓度为5000mg/Nm3的情况下，龙净环保可采用以单塔双区为核心的高效脱硫 除尘技术保证出口浓度不大于35mg/Nm3。

1龙净环保特有的单塔双区结构1.1 双区理论来源双区是对石灰石-石膏湿法脱硫过程中吸收区和氧化区的统称吸收区完成对烟气中SO2的吸收，生成CaS03或Ca(HSO3)2,而氧化区中则通过对SO32-或HS03-的氧化并 最终结晶，生成CaSO4'2H2O (石膏)采用双区是由于吸收和氧化过程所需的不同浆液 酸碱性而决定的吸收区中需要浆液与S02、HCI等酸性气体充分反应，因此浆液pH值应 较高（7~8）氧化区中发生的氧化结晶反应需要较强的酸性环境，浆液pH值应较低（4~5）由于不同的 pH 值要求，在早期脱硫装置中这两个区域是独立的，脱硫装置的显著特 点是采用“1塔+1 罐”的方式，吸收区（塔）排出的浆液再进入氧化区（罐）反应，最终生成 石膏外排吸收区和氧化区应分别有浆液调碱性和调酸性的环节，调碱一般通过吸收剂（如 石灰、氨水等）的加入实现，而调酸则通过对烟气的单独洗涤或加入酸性物质实现，如图 1、 2 所示输送卜排吸收图 1 吸收区（塔）图2氧化区（罐）1.2单塔双区与单塔单区的区别目前普遍采用的石灰石-石膏湿法脱硫装置均是单塔单区方式，主要特点是将早期的“塔 +罐”型式合并为单个塔，将原吸收塔和氧化罐浆液部分合并为塔下部的浆池。

浆池内既要考 虑碱性也要考虑酸性的要求，如图3 所示采用了石灰石作为吸收剂，其基本呈中性或微 弱碱性的特点，可以控制浆液在具有吸收能力的同时不至于呈现强碱性，使得“单塔单区”能 够实现但单塔单区存在着明显的问题：为兼顾吸收和氧化的效果，浆液pH值只能采用5-5.5 的折中值这种结果虽能一定程度上兼顾酸碱度要求，但均离最佳值较远从吸收角度而言， 脱硫效率受限，更高脱硫效率难以实现；而从氧化角度来看，则是牺牲掉一部分石膏纯度和 粒径，易产生石膏纯度低与脱水困难等问题图 3 常规“单塔单区IC爺騎註・败收强酸僭，訓化结晶图 4 龙净环保“单塔双区”龙净环保在吸收借鉴单塔单区的基础上，对吸收塔浆池部分进行重大变革，成功实现 在单塔浆池中维持上下2种不同pH值环境的区域，分别满足氧化和吸收所需，即实现'单 塔双区”，如图4 所示1.3龙净环保单塔双区结构龙净环保吸收塔浆池部分布置有pH调节器和射流搅拌，通过两者的相互配合，使得 浆液区pH调节器上部分pH可维持在4.9-5.5,而下部分pH可维持在5.1-6.3,这样不同 的酸碱性形成的分区效果，就可实现“双区”的运行目的根据pH值计算原理可知，较小的差值也代表浆液的酸碱性有明显差别，如下表所示， 其吸收能力最大可有6倍的提升。

pH差值浆液酸碱注相差倍数龙净环保吸收塔浆池部分布置示意如图5~图 7所示，运行中浆池浆液的进出示意如图8 所示图 5“ 双区” 浆池立面图图 6 双区调节器及氧化空气管道图 7 射流管道图 8 龙净环保 “双区 ”浆池特点龙净环保单塔双区的分区效果在多个项目中均得到了验证6.5| 5.5沙洲电厂2#机组*厶 U^r »J 卞—… 亠j^r r斗二1卜部浆腹pH値 ■下部浆馥pH值 弋畫鑄阳殍愷H呆6562595.6577X5可门电厂对机组上部浆皱pH值 ■下部浆®pH|f 狡表显豹攔商悅(1)适合咼含硫或咼脱硫效率场合，可实现99.3%以上的咼脱硫效率( 2)浆池 pH 分区，实现“双区”，其中：上部氧化区pH4.9~5.5-生成高纯石膏下部吸收区pH5.1~6.3-高效脱除S02( 3)配套专有射流搅拌措施，吸收塔内无任何转动部件，且搅拌更加均匀，脱硫系统 停机后可以很顺利地重新启动(4)循环浆液停留时间可降至 3.0min( 5)无任何塔外循环吸收装置(6) 吸收剂的利用率咼、石膏纯度最咼(7) 脱硫系统运行阻力低，比塔+罐或串联塔低150Pa〜250Pa(8) 优于单塔双循环“塔+罐”系统和串联塔系统:① 全烟气均采用咼 pH 值浆液进行脱硫吸收；② 所有石膏结晶均在同一塔低pH值区进行；③ 无需塔外罐(塔)及其配套设施，可节省电耗约200kW'h/h (1x300MW机组)；④ 无需塔外罐(塔)，节约占地面积1x300MW机组，可节约占地面积500m2以上；1x600MW机组，可节约占地面积700m2以上；⑤ 无需塔外罐(塔)，可节约大量投资；⑥ 系统简单，检修方便，运行维护费用低。

2龙净环保高效脱硫的其他强化措施2.1 循环量总量吸收塔内SO2的去除率主要是由吸收塔内循环浆液量(L)同烟气流量(G)的比值、 浆液的pH值和原烟气中SO2的浓度决定的下面的经验公式可用于计算SO2的去除率： viSO2=a-pK)-10D 阙K = V * fl *'Lf2* CSO2f5式中可以看出，由于正常运行中V、G、pH和CS02均为常量，因此浆液循环量是影 响脱硫效率的最重要参数，是实现高脱硫效率的基础达到高效脱硫时，循环量计算后系统安全余量在40~50%左右，明显高于常规 30%的 水平，这是高脱硫效率的直接保证与前提2.2塔内喷淋区域采取强化措施单塔要实现高脱硫效率，塔内浆液的覆盖率和雾滴粒径是关键因素龙净环保采取如 下 6 种措施：2.2.1喷淋层数量燃煤机组实现 99.3%以上的高脱硫效率时，喷淋层设计值需3 层以上，并保证每层有 充足的喷淋覆盖率，通过多层喷淋覆盖叠加，保证烟气在塔内横截面上得到充分的洗涤多 层喷淋的布置如图9、 10 所示，具体层数及覆盖要求根据项目实际情况确定图 9 多层喷淋层布置示意图图 10 多台循环泵布置示意图2.2.2 适当降低喷嘴流量，提高覆盖率在单层循环流量确定的情况下，在超洁净脱硫下若计算覆盖率不满足要求时，可结合 喷嘴选型，适当降低单个喷嘴流量以提升整体覆盖率。

2.2.3 选用特殊喷嘴，提高喷淋覆盖和二次雾化效果目前市场上出现的“双头喷嘴”，特别是单向双头喷嘴，具有更高的喷淋覆盖范围和二次雾化效果喷嘴图片如下：双向双头喷嘴单向双头喷嘴每个喷头的覆盖范围均可等同于常规的单个喷嘴，且喷淋时同个喷嘴不同喷头喷出的 浆液由于喷射的切线方向相反会产生相反的旋向，相反旋向的雾滴在喷淋层下方产生更明显 的碰撞，可生成比喷嘴直接雾化粒径更小的雾滴，形成更好的二次雾化效果2.2.4 提高喷嘴背压，降低浆液喷淋粒径喷嘴喷淋一次雾化粒径越小，其对气体和粉尘的捕捉及脱除效果越明显但由于雾化 粒径的减少是以更大的能耗为代价，因此应在合理范围内，适当提高喷嘴背压，喷淋雾化粒 径降低 7%以上，以较小代价换取较好的效果2.2.5 喷嘴布置疏密有致根据气流流动规律，中心区域气体流量高于外围，为保证喷淋效果和流场均匀，吸收 塔中心区域喷嘴布置密度应高于外围，从中心向四周呈现逐渐降低趋势2.2.6 喷嘴型式的选取根据各个区域气流和喷淋浆液相互作用机理的不同，以及对喷淋效果要求的区别，喷 嘴型式可采用大角度中空锥形、常规角中空锥形、常规角实心锥型、单向或双向等不同类型 喷嘴的组合，针对喷淋中心区域和塔壁区域选用不同的喷嘴类型和组合，增强喷淋浆液覆盖 效果，减轻对塔壁冲刷的影响，并提高塔壁处浆液利用率30%以上。

2.3提效环为防止烟气在塔壁处“短路”而降低脱硫效率，龙净环保还特别在喷淋层之间设置提效环, 防止烟气短路，使其向中心区域流动，可有效防止脱硫效率无谓降低，保证高脱硫效率提 效环在塔内布置的示意图见图 11~图 13图 11 提效环（立面）图 12 提效环布置（喷淋层上方）图 13 提效环布置（喷淋层下方）2.4烟气空塔流速 在吸收塔的设计中，吸收塔直径是一个较为重要的参数，将直接影响烟气在吸收塔内 的流速（空塔流速）在其他条件如烟气量、烟气温度、烟气成分和吸收塔内喷淋层布置均 不变的条件下，烟气中的SO2吸收时间与空塔流速成反比，即吸收塔直径越大，空塔流速 越低， SO2 吸收时间越长，脱硫效果越好，但吸收塔直径的增加会直接导致造价升高、占 地加大，此外机械除雾器厂家要求的空塔流速也有一定范围，不宜过低综合各种因素，空塔流速宜选用3.4〜3.8m/s2.5塔内流场分布 吸收塔内流场均布效果对脱硫、除尘、除雾的效果都有重要影响，高效脱硫时，流场 分布应尽量做到均匀，可通过CFD模拟技术实现对塔内流动均布的要求，对脱硫吸收塔进 行模拟分析塔内流场均匀性指标由速度离散偏差Cv值来表示，常规Cv值达到0.3即可接受，但 高效脱硫时，塔内流场Cv值应沏.2。

流场均布可采取调整喷淋层数量、优化喷淋层喷嘴布 置、增加吸收区高度以及除雾器前后直段长度、或在吸收塔进出口设置必要的导流装置、塔 内设置多孔性分布器等措施吸收塔不同断面流场模拟示意图如图14所示图 14 吸收塔不同断面流场模拟示意图2.6塔内多孔性分布器应用 借鉴化工领域“筛板塔”的特点，龙净环保在塔内采用拥有专利的产品--多孔性分布器， 浆液在均布器表面形成一定高度的持液层，烟气流经持液层时可产生类似“鼓泡”的效果，对 烟气的洗涤吸收能力进一步增强3单塔双区高效脱硫塔有关粉尘、S03、HCl、HF、汞等的脱除采用龙净环保单塔双区高效脫硫技术，对粉尘、S03、HCI、HF、汞等具有一定得协 同脱除能力3.1粉尘脱除率 在目前机组脱硫装置入口粉尘较低的情况下，脱硫塔除尘效率一般为50%，龙净环保 高效脱硫塔通过采取新技术措施，可将塔内除尘效率进一步提高至70%，这些强化与技术 措施包括：1） 采用多级高效机械除雾器，包括多级除雾器、管式除雾器、烟道除雾器的组合式除 雾器2） 脱硫上游采用低低温省煤器3） 原烟道处设置喷雾除尘系统4） 适当增加塔体的高度，特别是下层喷淋层与吸收塔入口间和除雾器前后段的高度， 以保证除雾器流场的均布。

通过采取以上多种强化措施，在部分燃煤灰。